Автоматизация управления установок с ДВС., страница 40

3. Статический расчет регулятора

Цель статического расчета - определение параметров и размеров пружины или пружин измерителя и передаточных отношений между пружинами и муфтой измерителя, обеспечивающих необходимые статические характеристики, т.е. степени неравномерности на основных рабочих режимах.

3.1. С учетом заданного назначения двигателя выбирается степень неравномерности номинального режима d_н.

3.2. Инерционный коэффициент (кг×м)

3.3. Угловая скорость вращения вала измерителя на номинальном режиме

3.4. Жесткость главной пружины, приведенная к муфте измерителя, обеспечивающая принятую степень неравномерности номинального режима (н/м),

Эта приведенная жесткость может обеспечиваться одной или несколькими параллельно включенными пружинами.

Дальнейшая последовательность расчета определяется типом регулятора. Для однорежимного регулятора следует перейти к установлению параметров пружины, обеспечивающей найденную приведенную жесткость. Для двухрежимного регулятора данная жесткость характеризует пружину, обеспечивающую ограничение максимальной частоты вращения, и далее необходимо, задав степень неравномерности для минимальной частоты вращения (она может быть в 2...3 раза выше, чем для номинального режима), найти соответствующую приведенную жесткость и параметры пружины. Для всережимного регулятора следует выяснить, требуются ли дополнительные мероприятия для получения необходимого качества регулирования во всем диапазоне скоростей.

3.5. Зависимость степени неравномерности от заданной частоты вращения при постоянной приведенной жесткости главной пружины

Значения угловой скорости принимается в диапазоне 0,3…1,1 от номинальной. По полученным значениям строится график (рис. 42, б).

3.6. Исходя из требований к двигателю, решается вопрос о допустимости полученных значений степени неравномерности. Если признано, что при постоянной приведенной жесткости пружины степень неравномерности выходит за допустимые пределы, принимается решение о способе изменения приведенной жесткости (плавное или ступенчатое).

3.7. Если выбрано плавное изменение степени неравномерности, требуемая зависимость степени неравномерности от частоты вращения

Требуемая величина приведенной жесткости пружины определяется подстановкой ряда значений угловой скорости и соответствующей ей степени неравномерности в формулу

По полученным значениям строится график.

Если конструкцией регулятора предусматривается ступенчатое изменение приведенной жесткости (две или более пружин, включаемых в работу по мере увеличения заданной скорости), определяются точки изменения приведенной жесткости, исходя из того, что степень неравномерности не должна превышать 0,35. Для точки переключения выбирается степень неравномерности, исходя из того, что она должна вдвое превышать степень нечувствительности, изменяющуюся с уменьшением скорости согласно формуле

и определяется соответствующая приведенная жесткость. Следует проверить изменение степени неравномерности на оставшейся части диапазона скоростей и в случае необходимости найти вторую точку переключения и третье значение приведенной жесткости.

3.8. Определение параметров пружины или пружин.

Если пружина действует непосредственно на муфту измерителя скорости, ее физическая жесткость равна найденной приведенной жесткости.
В противном случае следует учесть соотношение плеч рычагов, передающих усилие пружины на муфту. Если пружина действует на груз, соотношение равно отношению плеч углового рычага y/r, если же усилие передается муфте через рычаг, то следует учесть соотношение плеч между линиями действия усилий пружины и муфты по отношению к оси качания рычага, т.е.

Не следует забывать, что плечо действия пружины l_з зависит от угла ее наклона относительно оси муфты. Если наклон переменный, в эту формулу подставляется значение, соответствующее номинальному скоростному режиму, т.е. максимальной затяжке пружины.

Это необходимо учитывать и при установлении зависимости степени неравномерности от частоты вращения. Если изменение наклона пружины выбрано в качестве средства для бесступенчатого изменения приведенной жесткости, необходимо определить плечо l_здля нескольких значений скорости.